電源轉換器我們不斷追求更高的輸出功率，更高的效率，更高的功率密度，更高的溫度操作和更高的可靠性，同時為設計人員提供更簡單的解決方案。 DrGaN PLUS ，如圖1所示，展示了eGaN FET在易于使用的構建模塊中的高功率密度能力。占地面積比美國便士占用的空間小，優(yōu)化的半橋設計采用11 mm x 12 mm四層印刷電路板(PCB)開發(fā)，帶有安裝墊，可連接任何現(xiàn)有的轉換器。

圖1：EPC9203 DrGaN PLUS 優(yōu)化的半橋構建模塊。

半框圖 - 橋接電路設計，如圖2所示，由兩個eGaN FET，一個驅動器集成電路(IC)，脈沖寬度調制(PWM)邏輯，死區(qū)時間調整和高頻輸入電容組成。這些元件的設計和布局對于充分利用eGaN FET技術的高速性能至關重要。 DrGaN PLUS 柵極驅動電路確保滿足eGaN FET的柵極驅動要求，并通過最新的GaN驅動器IC技術提供優(yōu)化的性能。用戶可以輸入兩個PWM信號來單獨控制器件，或使用板載邏輯和死區(qū)時間調整電路輸入單個PWM信號，并為降壓轉換器應用獲得優(yōu)化的死區(qū)時間，以最大限度地提高性能。同樣位于板上的高頻輸入電容與兩個eGaN FET一起排列，采用優(yōu)化的PCB布局，最大限度地降低了共源極電感和高頻功率換向回路電感，從而降低了開關損耗和電壓過沖。 DrGaN PLUS 消除了復雜性，為設計人員提供了易于使用的優(yōu)化解決方案，可安裝焊盤安裝到PCB上，如圖1右側所示。

圖2：優(yōu)化半橋DrGaN PLUS 的框圖。

提高效率

隨著技術達到理論極限，硅基器件性能在過去十年中已經(jīng)放緩，并且封裝改進受到更高電壓下固有溝槽結構的限制。這就是GaN晶體管的用武之地。

第一種商用增強型GaN硅基功率器件是老化功率金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)的良好潛在替代品。 eGaN FET提供較低的品質因數(shù)(FOM)和較低的封裝寄生效應，與較低的寄生印刷電路板(PCB)布局相結合，與最先進的硅(Si)技術相比，具有顯著的性能優(yōu)勢。圖3所示為EPC9203 DrGaN PLUS 模塊的開關波形，采用80 V EPC2021 eGaN FET。 GaN器件具有低導通電阻(RDS(on))和降低的開關電荷，可實現(xiàn)更快的開關速度和更高的工作電流以及低電壓過沖。這使電路設計人員能夠實現(xiàn)更低的動態(tài)開關損耗和更低的靜態(tài)傳導損耗，從而提高轉換器效率。使用工作在300 kHz的80 V(V)eGaN FET的DrGaN PLUS 解決方案的效率如圖4所示。由eGaNFET提供的低動態(tài)開關損耗，開關頻率和功率密度系統(tǒng)可以在不犧牲性能的情況下增加，如500 kHz效率曲線所示。

圖3：eGaNFETdesign的開關節(jié)點波形

(VIN = 48 V，VOUT = 12 V，IOUT = 20 A，fsw = 500 kHz)。

圖4：DrGaN的效率 PLUS EPC9203使用80 V EPC2021器件在300 kHz和500 kHz

目前有兩種版本的DrGaN PLUS 模塊，如表1所示下面。 40 A EPC9201使用40 V EP2015和30 V EPC2023。 20 A EPC9203使用80 V EPC2021。

部件號VDS(最大)ID(最大RMS)特色產(chǎn)品EPC9201 30 40 EPC2015/EPC2023 EPC9203 80 20 EPC2021

表1：DrGaN PLUS 部件號

總結

高性能GaN器件的引入提供了比傳統(tǒng)Si MOSFET技術更高頻率和更高效率切換的潛力?；趀GaN FET的DrGaN PLUS 構建模塊通過為設計人員提供易于使用的方法來評估氮化鎵的卓越性能，展示了簡化高功率密度和高效功率轉換的能力晶體管。